JPH0244636B2 - - Google Patents

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JPH0244636B2
JPH0244636B2 JP61197845A JP19784586A JPH0244636B2 JP H0244636 B2 JPH0244636 B2 JP H0244636B2 JP 61197845 A JP61197845 A JP 61197845A JP 19784586 A JP19784586 A JP 19784586A JP H0244636 B2 JPH0244636 B2 JP H0244636B2
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JP
Japan
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welding
slag
bao
mgo
cao
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JP61197845A
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JPS6352795A (ja
Inventor
Naoki Okuda
Yutaka Nishikawa
Takatoshi Tomoyasu
Noryuki Hara
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は鋼のサブマージアーク溶接方法に関す
るもので、特に原油タンク、LPGタンクなどの
横向き姿勢の溶接に好適な、焼成型フラツクスを
用いるサブマージアーク溶接方法に関するもので
ある。 [従来の技術] 大型の円筒型或は球型原油タンク、LPGタン
クなどの建設における横継手のほとんどは、横向
サブマージアーク自動溶接の手法によつて形成さ
れており、従つてフラツクスについても横向用と
して特別設計された溶融型フラツクスが多用され
ている。 [発明が解決しようとする問題点] 横向サブマージアーク溶接では1パスで形成で
きる溶着金属量に制限があるので、一般的には小
入熱多層溶接となり、またタンク建設現場ではハ
ンドリング性の観点から吊下げ式溶接機が使用さ
れ、2次ケーブルは非常に長いものとなるからア
ークの移動軌跡は必ずしも安定している訳ではな
い。これらの結果下向溶接に比較してアークは不
安定になりやすく、溶融金属中にスラグを巻き込
みやすいという欠点がある。また横向突合せ溶接
における溶融金属の凝固は開先面すなわち下側あ
るいは上側より中央に向けて進行するので、下向
溶接に比較すると、いつたん巻き込まれたスラグ
は浮上して外に逃げることが困難となり、そのま
ま溶接金属内部に取残されて微小なスラグ巻欠陥
となる。このスラグ巻欠陥の大きさは1mm以下の
ものがほとんどである為従来問題視されることは
なかつた。ところが近年になつて、より高い溶接
金属性能が要求される様になると、検査技術の向
上ともあいまつてこのような微小スラグ巻欠陥に
対しても改善を求める声が高まつている。 一方、焼成型フラツクスは溶融型フラツクスに
比べて脱酸剤や合金成分の添加調整が容易である
為、アークの安定性や作業性が良好であり、フラ
ツクスの消費量も少ないなどの特徴を有する。 本発明はこの様な背景のもとに検討されたもの
であり、本発明の目的は、溶接作業性が良好であ
るのはもちろんのこと、微小なスラグ巻欠陥が発
生しにくく継手性能にもすぐれた溶接金属を与え
るサブマージアーク溶接方法を提供する点に存在
する。 [問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決することのできた第1発明に
用いられる焼成型フラツクスとは20メツシユのふ
るいを通過するものが80%(重量%の意味、以下
同じ)以上となるように粒度調整した粉粒状焼成
型フラツクスであり、 CaF2:5〜12% MgO:20〜35% Al2O3:18〜28% Na2O、K2OおよびLi2Oの内1種以上の合計:2
〜6% 炭酸塩の形で含まれるCO2:1.5〜5% SiおよびTiの1種あるいは2種の合計:0.5〜
3.0%を夫々含み、更に 2.0≦MgO(%)+CaO(%)+BaO(%)/SiO2(%)
≦3.5 を満足するCaO及びBaOの1種以上、並びに
SiO2を含有し、且つTiO2を2.5%以下に抑えてな
るものであり、第1発明は該フラツクスを用い直
流電源によつて横向き姿勢で溶接することを要旨
とし、さらにフラツクスに微量添加で溶接金属の
焼入れ性を高め切欠きじん性を向上させる働きの
あるBを構成要件として付加した点に第2発明の
要旨が存在する。 [作用] 焼成型フラツクスの粒度構成はアークの安定性
やビード外観に影響を与えるものであり、20メツ
シユより粗いものが20%を超えるとアークの安定
性が悪くなり、またスラグ巻欠陥が発生しやすく
なつてビード表面に小さなポツクマークを発生し
やすくなる。 次にフラツクスの成分組成について述べる。 CaF2:5〜12% フラツクス中のCaF2は溶融スラグ中で塩基
性物質として作用し溶接金属中の酸素量を低減
して、溶接金属の機械的性能を良好にする働き
があるが、5%未満ではその効果が認められな
い。一方12%を超えるとアークの安定性が悪く
なつてスラグ巻欠陥を発生しやすくなる。 MgO:20〜35% MgOはスラグの塩基度を上げるので、前述
のCaF2及び後述するTiやSiの脱酸作用ととも
に溶接金属中の酸素量を低減して溶接金属の機
械的性能を良好にする効果があるが、20%未満
ではその効果が認められない。一方35%を超え
るとスラグの流動性が悪くなつてビード外観が
悪くなり、またスラグ巻欠陥も発生しやすくな
る。 Al2O3:18〜28% Al2O3はビード外観の他、スラグ剥離性等の
溶接作業性の維持に必要な成分であるが、18%
未満および28%を超えるとそれらの効果が認め
られず、ビード外観及びスラグの剥離性が悪く
なる。 Na2O、K2OおよびLi2Oの内1種以上の合金:2
〜6% Na2O、K2OおよびLi2Oのアルカリ成分は特
にアークの安定性に有効であり、微小なスラグ
巻欠陥の発生率を低減させる上で効果がある。
しかしこれらのうち1種以上の合金が2%未満
ではその効果が認められず、6%を超えると逆
にアークは不安定となる。 炭酸塩の形で含まれるCO2:1.5〜5% CO2は炭酸塩の形で含有され、溶接中に熱分
解を受けてCO2となり、アーク雰囲気をシール
ドし溶接金属中の窒素量の上昇を防止して、溶
接金属の機械性能の低下を防ぐ働きがある。し
かし1.5%未満ではその効果が認められず5%
を超えるとアークが不安定となり、また発生ガ
ス量が多くなつてビード表面にポツクマークが
発生しやすくなる。 SiおよびTiの1種あるいは2種の合計:0.5〜3.0
% SiおよびTiは合金鉄等の合金の形で含有さ
れ、脱酸剤としての作用を有するが、その1種
または2種の合計が0.5%未満ではその効果が
認められず、3.0%を超えるとスラグが焼付い
て剥離性が著しく悪くなる。またSiやTiは合
金成分でもあり、このような合金成分をフラツ
クス中に含有させることは溶接金属性能を予期
しない程度に改変するので継手性能の安定性の
面で好ましくない。 2.0≦MgO(%)+CaO(%)+BaO(%)/SiO2(%)
≦3.5 SiO2、CaO、BaO等は造さい剤であり、
SiO2はビード外観、スラグの剥離性等の作業
性の維持のために必要な成分であり、CaOや
BaOはスラグの流動性の調整に効果がある。
尚CaO及びBaOは単独であつても有効であり、
いずれか一方しか配合しないものも本発明に含
まれる。ここで 2.0≦MgO(%)+CaO(%)+BaO(%)/SiO2(%)
≦3.5 と限定したのは本発明者等が種々検討した結果
この比が溶接金属中の酸素量に影響し、微小な
スラグ巻欠陥の発生率に関係があるという知見
を得たためである。即ちこの比が2.0未満ある
は3.5超の両域においてはスラグ巻欠陥の発生
率が高くなる傾向にある。さらに同比が2.0未
満では溶接金属中の酸素量が高くなり、溶接金
属の機械的性能が悪くなる。 また焼成型フラツクスの場合、TiO2はスラ
グの焼付きを促進し、2.5%を超えて含有して
いるとスラグの剥離性が極端に悪くなるのでそ
の含有量を2.5%以下に抑える必要がある。 以上のような組成の焼成型フラツクスをサブ
マージアーク溶接に使用すると、溶接作業性が
良く、スラグ巻欠陥の発生も少なく、溶接金属
性能の良好な溶接が可能となる。 酸化物あるいは合金の形で含まれるB:0.03〜
0.3% さらに溶接金属の焼入性を高め切欠きじん性
を向上させるためにBを微量加えることが推奨
される。特にLPGタンクなど低温じん性が要
求される場合には有効である。Bは酸化物ある
いは合金鉄などの合金の形で含有され、その量
が0.03%未満では効果が認められず、0.3%を
超えると溶接金属の耐割れ性が悪くなり、じん
性も逆に低下する。 上記粒度および組成を有するフラツクスを用
い、直流電源によつて横向き姿勢で溶接を行な
うと、スラグ巻欠陥等を起こさずに溶接するこ
とができる。 [実施例] 第1表に示す17種類のフラツクスを用い、従来
例フラツクスおよび比較例フラツクスと本発明例
フラツクスの横向サブマージアーク溶接における
溶接欠陥(特にスラグ巻欠陥)、溶接作業性およ
び溶接金属性能(切欠じん性)を比較した。溶接
欠陥の検出はX線検査、磁粉探傷検査の両方によ
つた。No.1〜8が従来例フラツクスおよび比較例
フラツクスでNo.9〜17が本発明フラツクスであ
る。結果を第2表に示す。なお供試鋼板、供試ワ
イヤは第3表に示すとおりであり、溶接方法は第
1図に示すような積層溶接であり、溶接条件は第
4表に示すとおりである。
【表】
【表】
【表】
【表】 (結果) 第1表に示される試験結果によればNo.1のフラ
ツクスは従来例の横向用溶融型フラツクスであり
溶接作業性は比較的良好であるがCaF2含有量が
高く、またMgO(%)+CaO(%)+BaO(%)/SiO2
%)が低 いためスラグ巻欠陥数が多くなつている。No.2は
従来例の焼成型フラツクスであり、溶接金属の切
欠きじん性は非常に良好であるが、MgO含有量
が高くMgO(%)+CaO(%)+BaO(%)/SiO2(%)
が高いた めスラグ巻欠陥が発生している。またTiO2含有
量が高く粒度構成も粗めのため、溶接作業性は不
良である。No.3はCaF2が低くまた
MgO(%)+CaO(%)+BaO(%)/SiO2(%)が小さ
いため溶 接金属性能が低下している。No.4はNa2O・K2O
およびLi2Oのアルカリ成分組成が低いため、ア
ーク不安定となつてスラグ巻欠陥が発生してい
る。No.5はCO2が含有されておらず、またSi、Ti
の脱酸剤も含有されていないために溶接金属性能
は劣つている。No.6は粒度構成が粗めとなつてい
るため、スラグ巻欠陥が発生しており、ポツクマ
ークも発生してビード外観が不良となつていた。
No.7はCaF2、CO2およびSi、Ti含有量が高すぎ
るために、スラグ巻欠陥が多く発生し、作業性も
不良となつている。No.8はAl2O3含有量が高す
ぎ、またNa2O、K2O、Li2Oの合計量が高すぎる
ため溶接作業性、耐溶接欠陥性ともに不良となつ
ている。 No.9〜17は本発明に係るフラツクスであり、ス
ラグ巻欠陥の発生もなく、溶接作業性および溶接
金属性能(切欠きじん性)ともに良好な結果を示
している。 [発明の効果] 以上のような粒度および組成のサブマージアー
ク溶接用焼成型フラツクスを原油タンクやLPG
タンクなどの横向ザブマージアーク溶接に適用し
た本発明の溶接方法は、溶接作業性が良好で、し
かも溶接金属のスラグ巻欠陥も発生せず溶接金属
性能にもすぐれた溶接をすることができる方法で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の積層溶接を示す図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 20メツシユのふるいを通過するものが80%
    (重量%の意味、以下同じ)以上となるように粒
    度調整され、更に CaF2:5〜12% MgO:20〜35% Al2O3:18〜28% Na2O、K2OおよびLi2Oの内1種以上の合計:2
    〜6% 炭酸塩の形で含まれるCO2:1.5〜5% SiおよびTiの1種あるいは2種の合計:0.5〜
    3.0%を夫々含み、更に 2.0≦MgO(%)+CaO(%)+BaO(%)/SiO2(%)
    ≦3.5 を満足するCaO及びBaOの1種以上、並びに
    SiO2を含有し、且つTiO2を2.5%以下に抑えてな
    る粉粒状焼成型フラツクスを用い直流電源によつ
    て横向き姿勢で溶接することを特徴とするサブマ
    ージアーク溶接方法。 2 20メツシユのふるいを通過するものが80%以
    上となるように粒度調整され、更に CaF2:5〜12% MgO:20〜35% Al2O3:18〜28% Na2O、K2OおよびLi2Oの内1種以上の合計:2
    〜6% 炭酸塩の形で含まれるCO2:1.5〜5% SiおよびTiの1種あるいは2種の合計:0.5〜
    3.0% 酸化物あるいは合金の形で含まれるB:0.03〜
    0.3%を夫々含み、更に 2.0≦MgO(%)+CaO(%)+BaO(%)/SiO2(%)
    ≦3.5 を満足するCaO及びBaOの1種以上、並びに
    SiO2を含有し、且つTiO2を2.5%以下に抑えてな
    る粉粒状焼成型フラツクスを用い直流電源によつ
    て横向き姿勢で溶接することを特徴とするサブマ
    ージアーク溶接方法。
JP19784586A 1986-08-23 1986-08-23 サブマージアーク溶接方法 Granted JPS6352795A (ja)

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